- 从杂交育种到基因工程
- 共3330题
【生物--选修3：现代生物科技专题】
如图为利用生物技术获得生物新品种的过程．请据图回答：
（1）图示A→B过程的目的是______．在细胞内完成这类过程不需要加热，主要与______酶的作用有关；在A→B的过程中，所需酶的特点是______．
（2）过程③通常用______处理，可达到超数排卵的目的；为使过程④中的受体生理状况适宜，可用激素对受体进行______处理．若要同时产生多个相同的转基因牛，常用到______技术．
（3）在构建的抗病基因表达载体中，除了目的基因和标记基因外，还应具有______．⑥过程的常用方法是______．
正确答案
解：（1）A→B表示采用PCR技术大量扩增目的基因的过程．PCR技术的原理是DNA复制，在细胞内完成这类过程不需要加热，主要与解旋酶的作用有关；在PCR扩增DNA的过程在时高温条件下进行的，因此所需酶要能耐高温．
（2）③表示卵母细胞的采集，为了促进母牛超数排卵，需要用促性腺激素处理．因为来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，所以要同时产生多个相同的转基因牛，应用胚胎分割技术．
（3）基因表达载体主要由目的基因、标记基因、启动子和终止子组成．⑥表示将目的基因导入植物细胞的过程，常用的方法是农杆菌转化法．
故答案：（1）获取大量的目的基因 解旋 耐高温
（2）促性腺激素 同期发情 胚胎分割
（3）启动子和终止子（缺一不可，若增加“复制原点”正确） 农杆菌转化法
解析
解：（1）A→B表示采用PCR技术大量扩增目的基因的过程．PCR技术的原理是DNA复制，在细胞内完成这类过程不需要加热，主要与解旋酶的作用有关；在PCR扩增DNA的过程在时高温条件下进行的，因此所需酶要能耐高温．
（2）③表示卵母细胞的采集，为了促进母牛超数排卵，需要用促性腺激素处理．因为来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，所以要同时产生多个相同的转基因牛，应用胚胎分割技术．
（3）基因表达载体主要由目的基因、标记基因、启动子和终止子组成．⑥表示将目的基因导入植物细胞的过程，常用的方法是农杆菌转化法．
故答案：（1）获取大量的目的基因 解旋 耐高温
（2）促性腺激素 同期发情 胚胎分割
（3）启动子和终止子（缺一不可，若增加“复制原点”正确） 农杆菌转化法
科学家在研究中发现，土壤中的农杆菌具有使植物患“肿瘤”的特性．农杆菌Ti质粒上的T-DNA能转移到植物细胞内，并整合到受体细胞的染色体DNA上表达，正是T-DNA上的三组基因（tms、tmr、tmt）的影响，使植物受伤部位细胞大量分裂与生长，产生“瘤”状结构．科学家受此启发，尝试将Ti质粒作为基因工程中的载体以将目的基因导入受体细胞．下图是通过双质粒导入法研发一种转基因抗虫烟草的过程，请据图分析回答：
（1）Ti质粒上的T-DNA中tms、tmr、tmt三组基因的功能是能控制植物合成______ 等植物激素，使植物患“肿瘤”．
（2）双子叶植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量酚类化合物吸引农杆菌移向这些细胞．此外，酚类化合物能激活Vir基因，合成能专切下T-DNA的限制酶．Vir基因表达的产物可以将质粒上的______ （填“A”或“B”）段切下并整合到植物细胞中．一般情况下，农杆菌不能将T-DNA转移到单子叶植物中，如想采取措施让农杆菌转化单子叶植物，比较简便的办法是______．
（3）进一步研究发现，天然的Ti质粒往往因分子太大而使整合失败，为此，需要对天然Ti质粒进行改造，尽最大可能减小重组质粒的大小．图中的重组质粒并不含有Vir基因，那么，烟草细胞的转化能否成功？请简要说明理由______．
（4）图乙是已经改造后的Ti质粒．根据图中制作重组质粒的过程判断，科学家所选的限制酶是______．
（5）目前，农杆菌转化法和其他转化方法仍然有多个技术缺点不能克服，如目的基因整合到宿主细胞染色体上的位置是随机的，这对宿主细胞造成的危害可能有______．
正确答案
解：（1）细胞大量分裂与生长与细胞分裂素和生长素是有关的．Ti质粒上的T-DNA中tms、tmr、tmt三组基因，使植物受伤部位细胞大量分裂与生长，说明能控制植物合成生长素、细胞分裂素，使植物患“肿瘤”．
（2）Vir基因被双子叶植物伤口部位细胞分泌的酚类化合物所激活，并能合成专切下T-DNA的限制酶．因此，Vir基因表达的产物可以将质粒上T-DNA，即图中的B．农杆菌在受到酚类化合物刺激后，才可以将T-DNA整合到受体细胞的染色体上．要想让农杆菌转化单子叶植物，只需要在单子叶植物的伤口处加入酚类化合物即可．
（3）图中的重组质粒并不含有Vir基因，但是在农杆菌体内含有另一个被改良的质粒含有Vir基因，依然可以表达出只切T-DNA的限制酶．因此烟草细胞的转化依然能够成功．
（4）改造后的Ti质粒时，外源基因加入到T-DNA中间，HindIII切割位点在T-DNA中间．EcoRI的切割位点在T-DNA中间和外侧，有两个切割位点，所以不可取．只需要HindIII 切割Ti质粒，插入外源基因．
（5）农杆菌转化法和其他转化方法仍然有多个技术缺点不能克服，如农杆菌转化法中目的基因整合到宿主细胞染色体上的位置是随机的，这会造成将宿主细胞相应的基因结构破坏或者引起突变．
故答案为：
（1）生长素、细胞分裂素
（2）B 在单子叶植物的伤口处加入酚类化合物
（3）另一个质粒含有Vir基因，仍能表达出产物切下T-DNA
（4）HindIII
（5）可能会引发插入部位基因突变、可能会是插入部位基因失效等
解析
解：（1）细胞大量分裂与生长与细胞分裂素和生长素是有关的．Ti质粒上的T-DNA中tms、tmr、tmt三组基因，使植物受伤部位细胞大量分裂与生长，说明能控制植物合成生长素、细胞分裂素，使植物患“肿瘤”．
（2）Vir基因被双子叶植物伤口部位细胞分泌的酚类化合物所激活，并能合成专切下T-DNA的限制酶．因此，Vir基因表达的产物可以将质粒上T-DNA，即图中的B．农杆菌在受到酚类化合物刺激后，才可以将T-DNA整合到受体细胞的染色体上．要想让农杆菌转化单子叶植物，只需要在单子叶植物的伤口处加入酚类化合物即可．
（3）图中的重组质粒并不含有Vir基因，但是在农杆菌体内含有另一个被改良的质粒含有Vir基因，依然可以表达出只切T-DNA的限制酶．因此烟草细胞的转化依然能够成功．
（4）改造后的Ti质粒时，外源基因加入到T-DNA中间，HindIII切割位点在T-DNA中间．EcoRI的切割位点在T-DNA中间和外侧，有两个切割位点，所以不可取．只需要HindIII 切割Ti质粒，插入外源基因．
（5）农杆菌转化法和其他转化方法仍然有多个技术缺点不能克服，如农杆菌转化法中目的基因整合到宿主细胞染色体上的位置是随机的，这会造成将宿主细胞相应的基因结构破坏或者引起突变．
故答案为：
（1）生长素、细胞分裂素
（2）B 在单子叶植物的伤口处加入酚类化合物
（3）另一个质粒含有Vir基因，仍能表达出产物切下T-DNA
（4）HindIII
（5）可能会引发插入部位基因突变、可能会是插入部位基因失效等
番茄营养丰富，是人们喜爱的一种果蔬．但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使蕃茄软化，不耐贮藏．为满足人们的生产生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种．操作流程如图并请回答问题：
（1）新品种番茄培育过程中的目的基因是______，受体细胞是______．过程①需要的工具酶有限制性核酸内切酶、______．
（2）可以利用______来筛选含有重组DNA的土壤农杆菌．
（3）在番茄新品种的培育过程中，将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入普通番茄细胞的方法叫做______．培养②③时需要在培养基中加入______来诱导细胞发生______，从而培育出转基因番茄．
（4）从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接阻碍了遗传信息的______过程，导致了______无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状．多聚半乳糖醛酸酶基因与抗多聚半乳糖醛酸酶基因______（是/不是）等位基因．
（5）除了要对转基因番茄进行分子检测外，有时还需要进行______水平的鉴定．
正确答案
解：（1）根据题意和图形看出，新品种番茄培育过程中的目的基因是：抗多聚半乳糖醛酸酶基因．从图中可以看出，受体细胞是：土壤农杆菌和普通番茄细胞．过程①表示构建基因表达载体．该过程需要限制酶来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制酶切割运载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过DNA连接酶连接目的基因和运载体．
（2）标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，因此筛选出含重组DNA的土壤农杆菌时通常依据重组质粒（重组DNA）上标记基因的表达．
（3）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法．②和③过程是植物组织培养，在培养基中加入植物激素来诱导细胞发生脱分化和再分化，从而培育出转基因番茄．
（4）根据图形看出，mRNA1和mRNA2的结合直接阻碍了遗传信息的翻译过程，导致了多聚半乳糖醛酸酶无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状．多聚半乳糖醛酸酶基因与抗多聚半乳糖醛酸酶基因不是等位基因．
（5）除了要对转基因番茄进行分子检测外，有时还需要进行个体水平的鉴定，可以直接观察转基因番茄是不是具有抗软化、保鲜时间长的优点．
故答案为：
（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因 土壤农杆菌和普通番茄细胞 DNA连接酶
（2）重组质粒（重组DNA）上标记基因的表达
（3）农杆菌转化法 植物激素 脱分化和再分化
（4）翻译 多聚半乳糖醛酸酶 不是
（5）个体
解析
解：（1）根据题意和图形看出，新品种番茄培育过程中的目的基因是：抗多聚半乳糖醛酸酶基因．从图中可以看出，受体细胞是：土壤农杆菌和普通番茄细胞．过程①表示构建基因表达载体．该过程需要限制酶来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制酶切割运载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过DNA连接酶连接目的基因和运载体．
（2）标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，因此筛选出含重组DNA的土壤农杆菌时通常依据重组质粒（重组DNA）上标记基因的表达．
（3）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法．②和③过程是植物组织培养，在培养基中加入植物激素来诱导细胞发生脱分化和再分化，从而培育出转基因番茄．
（4）根据图形看出，mRNA1和mRNA2的结合直接阻碍了遗传信息的翻译过程，导致了多聚半乳糖醛酸酶无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状．多聚半乳糖醛酸酶基因与抗多聚半乳糖醛酸酶基因不是等位基因．
（5）除了要对转基因番茄进行分子检测外，有时还需要进行个体水平的鉴定，可以直接观察转基因番茄是不是具有抗软化、保鲜时间长的优点．
故答案为：
（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因 土壤农杆菌和普通番茄细胞 DNA连接酶
（2）重组质粒（重组DNA）上标记基因的表达
（3）农杆菌转化法 植物激素 脱分化和再分化
（4）翻译 多聚半乳糖醛酸酶 不是
（5）个体
人类在预防与治疗传染病过程中，经常使用疫苗和抗体．已知某传染性疾病的病原体为某种病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疫苗生产和抗体制备的流程如图所示．
据图回答下列问题：
（1）过程①构建A基因表达载体时，必须使用______和______两种工具酶．
（2）过程②采用的实验技术是______，获得的X是______．
（3）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的______所制备的疫苗．对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行______比较；或用图中的______进行特异性结合检测．
正确答案
解：（1）①表示基因表达载体的构建过程，需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，再用DNA连接酶连接目的基因和质粒形成重组质粒．
（2）②表示诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的过程，该过程获得的X是杂交瘤细胞．
（3）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的A蛋白所制备的疫苗．对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行核酸（基因）序列比较；或用图中的抗A蛋白的单克隆抗体进行特异性结合检测．
故答案：（1）限制性核酸内切酶（限制酶、限制性内切酶） DNA连接酶（两空可以互换）
（2）细胞融合 杂交瘤细胞
（3）A蛋白 核酸（基因）序列 抗A蛋白的单克隆抗体
解析
解：（1）①表示基因表达载体的构建过程，需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，再用DNA连接酶连接目的基因和质粒形成重组质粒．
（2）②表示诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的过程，该过程获得的X是杂交瘤细胞．
（3）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的A蛋白所制备的疫苗．对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行核酸（基因）序列比较；或用图中的抗A蛋白的单克隆抗体进行特异性结合检测．
故答案：（1）限制性核酸内切酶（限制酶、限制性内切酶） DNA连接酶（两空可以互换）
（2）细胞融合 杂交瘤细胞
（3）A蛋白 核酸（基因）序列 抗A蛋白的单克隆抗体
回答有关生物工程的问题．
生物工程具有广阔的运用前景．下图表示药物干扰素的生产过程．
（1）从人的淋巴细胞中提取DNA分子，用______切割分离等方法而获得干扰素基因，此含干扰素基因的DNA分子在基因工程中称为______．
（2）干扰素基因与质粒相结合要依靠______酶．然后将带干扰素基因的质粒导入到酵母菌体内，在此基因工程中酵母菌被称为______．
（3）常用质粒做运载体，因为质粒具有如下特性______．（多选）
A．具有自我复制能力
B．有多个供外源基因接入的位点
C．有便于进行重组DNA 鉴定的标记基因
D．质粒普遍存在于生物体细胞中
（4）上图过程中，若要得到成功表达干扰素基因的酵母菌，还需经过______．利用转基因酵母菌可大量生产干扰素，此种工程技术在生物工程领域中称作______．
正确答案
解：（1）获取目的基因（干扰素基因）时，需要用限制酶切割获得．
（2）构建基因表达载体时，需要用DNA连接酶将目的基因和运载体结合形成重组DNA分子．工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌株类细胞系，所以此基因工程中酵母菌被称为工程菌
（3）作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来．天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的．
（4）需要经过筛选才能得到成功表达干扰素基因的酵母菌．利用转基因酵母菌可大量生产干扰素的工程技术称作基因工程．
故答案：（1）限制酶 目的基因
（2）DNA连接酶 工程菌
（3）ABC
（4）筛选 基因工程
解析
解：（1）获取目的基因（干扰素基因）时，需要用限制酶切割获得．
（2）构建基因表达载体时，需要用DNA连接酶将目的基因和运载体结合形成重组DNA分子．工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌株类细胞系，所以此基因工程中酵母菌被称为工程菌
（3）作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来．天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的．
（4）需要经过筛选才能得到成功表达干扰素基因的酵母菌．利用转基因酵母菌可大量生产干扰素的工程技术称作基因工程．
故答案：（1）限制酶 目的基因
（2）DNA连接酶 工程菌
（3）ABC
（4）筛选 基因工程
回答有关生物工程的问题．
2012年诺贝尔生理学奖的获奖成就是：研究者用逆转录病毒为载体，将四个不同作用的关键基因转入体细胞内，令其与原有基因发生重组，然后让体细胞重新返回到“生命原点”，变成一个多功能的干细胞，该类细胞简称iPS细胞，具有胚胎干细胞的特性．
（1）要将四种不同作用的“关键基因”转入体细胞，首先必须与______整合．
（2）含“关键基因”的逆转录病毒进入体细胞后，首先通过逆转录合成______，进入细胞核后与______基因发生重组．
（3）多细胞个体发育过程中最原始的干细胞是______．根据分裂潜能，这类细胞在个体发育中的分化顺序是______．
A．全能→专能→多能 B．全能→多能→专能 C．多能→全能→专能 D．专能→全能→多能
（4）下列有关说法错误的是______．
A．细胞分化使同一来源的细胞间形成不同的mRNA
B．细胞的分化程度越低，越容易在体外进行细胞培养
C．细胞分化仅发生在胚胎时期
D．未离体的体细胞不会表现出全能性
（5）该项研究运用的生物技术称为______．
（6）从原理上看，让体细胞回到“生命原点”的过程类似于植物组织培养中的______过程．
（7）人体中的神经元很少进行分裂和自我更新，其细胞体一旦受损就不能复生．日常生活中，由于疾病、交通事故等造成的神经系统损伤是相当普遍的，患者很难康复，严重影响了生活质量．假设某人因高空坠落致腰部受损而下肢瘫痪，请利用“iPS细胞具有胚胎干细胞的特性”原理，从理论上提供一个解决方案：______．
正确答案
解：（1）由题意“研究者用逆转录病毒为载体”，可知四种目的基因的载体是逆转录病毒．
（2）逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，进入细胞核后与受体细胞的基因组发生基因重组．
（3）最原始的干细胞是胚胎干细胞，其全能性最高，进而分化为多能干细胞和专能干细胞．
（4）细胞分化的实质是基因的选择性表达，能使同一来源的细胞间形成不同的mRNA；细胞的分化程度越低，其全能性越高，越容易在体外进行细胞培养；细胞分化发生在个体发育的整个时期；细胞只有离体才能表现出全能性，所以未离体的体细胞不会表现出全能性．
（5）该项研究运用的生物技术称为基因工程，或基因拼接技术．
（6）让体细胞回到“生命原点”的过程类似于植物组织培养中的脱分化（或去分化）过程．
（7）利用胚胎干细胞可分化为各种组织细胞，从而修复损伤的器官组织的特点，进行方案的设计．如从患者身上提取一些体细胞将其转变为iPS细胞，然后在一定的条件下进行离体培养，再通过诱导分化形成有关的神经元，最后将这些细胞移植至发病部位，从而修复相关的组织或器官．
故答案：（1）逆转录病毒
（2）DNA 体细胞
（3）胚胎干细胞 B
（4）C
（5）基因工程
（6）脱分化（去分化）
（7）从患者身上提取一些体细胞将其转变为iPS细胞，然后在一定的条件下进行离体培养，再通过诱导分化形成有关的神经元，最后将这些细胞移植至发病部位，从而修复相关的组织或器官
解析
解：（1）由题意“研究者用逆转录病毒为载体”，可知四种目的基因的载体是逆转录病毒．
（2）逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，进入细胞核后与受体细胞的基因组发生基因重组．
（3）最原始的干细胞是胚胎干细胞，其全能性最高，进而分化为多能干细胞和专能干细胞．
（4）细胞分化的实质是基因的选择性表达，能使同一来源的细胞间形成不同的mRNA；细胞的分化程度越低，其全能性越高，越容易在体外进行细胞培养；细胞分化发生在个体发育的整个时期；细胞只有离体才能表现出全能性，所以未离体的体细胞不会表现出全能性．
（5）该项研究运用的生物技术称为基因工程，或基因拼接技术．
（6）让体细胞回到“生命原点”的过程类似于植物组织培养中的脱分化（或去分化）过程．
（7）利用胚胎干细胞可分化为各种组织细胞，从而修复损伤的器官组织的特点，进行方案的设计．如从患者身上提取一些体细胞将其转变为iPS细胞，然后在一定的条件下进行离体培养，再通过诱导分化形成有关的神经元，最后将这些细胞移植至发病部位，从而修复相关的组织或器官．
故答案：（1）逆转录病毒
（2）DNA 体细胞
（3）胚胎干细胞 B
（4）C
（5）基因工程
（6）脱分化（去分化）
（7）从患者身上提取一些体细胞将其转变为iPS细胞，然后在一定的条件下进行离体培养，再通过诱导分化形成有关的神经元，最后将这些细胞移植至发病部位，从而修复相关的组织或器官
有关基因工程的问题
mtDNA是存在于人类细胞线粒体中双链闭合环状的DNA分子，具有自我复制、转录和控制合成蛋白质的功能．mtDNA的类型具有明显的种族特异性．若用两种识别切割序列完全不同的限制酶M和N切割某人的mtDNA，通过凝胶电泳分离分析得下表．限制酶M和N的识别序列和切割位点如图1所示．
1）该mtDNA的长度为______kb．在该DNA分子中，M酶与N酶的切割位点分别有______个．
2）M酶与N酶切出的能相互粘连的末端能在______酶的作用下相互连接，请将连接的结果表示出来：______．连接后的序列是否可以用M酶、N酶进行切割，并简述理由：______．
3）有人认为mtDNA能成为研究人类起源与进化的一个有力工具，请简述理由：______．如图2为真核细胞的某基因的结构图以及限制酶M和N的切割位点．
4）现用该基因作为目的基因，若采用直接从供体细胞中分离，具体方法是：______．这个方法虽操作方便，但切割下的基因中含有不能指导蛋白质合成的区域．因此，目前往往采用逆转录的人工合成的方法，其基本步骤是：______．
5）已知Ⅱ区的碱基数是2000个，其中阴影区域碱基数是800个，空白区域中G和C的总数共有400个，则由该区转录的mRNA中A和U总数是______．
正确答案
解：（1）由于ctDNA为环状DNA，用酶M得到3个片段，则有3个切点，用酶N得到2个片段，则有2个切点．长度分别为7和9，则该mtDNA的长度为16Kb．
（2）M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA连接酶催化连接．当连接后，没有了两种酶的识别序列，因此两种酶不能再切割了．
（3）mtDNA是存在于线粒体上的DNA，不遵循孟德尔遗传定律符合母系遗传．可研究种族的母系进化史．
（4）从供体细胞中获得目的基因最常用的方法是一定的限制酶切割．但这样得到的基因中含有不能指导蛋白质合成的片段．因此常用逆转录的人工合成．其过程是先得到相应的mRNA，再用逆转录酶催化得到相应的DNA．
（5）Ⅱ区的碱基数减去阴影部分得到空白区的碱基数为1200个，该区段能指导蛋白质合成，其中C和G占400个，则A和T点800个，每条链有400个，因此转录得到的RNA中有A和U为400个．
故答案为：
（1）16kb； 3、2；
（2）DNA连接酶 否，连接后的序列不是M酶和N酶所能识别的特定的碱基序列
（3）mtDNA的类型具有明显的种族特异性或者mtDNA严格的母系遗传（不遵循孟德尔遗传定律、细胞质遗传等），对其类型的分析可以直接反映出人群或种族的母系进化史．
（4）选用限制酶N来切割； 从表达该基因的细胞中分裂出mRNA，在逆转录酶的作用下，形成单链DNA，再经过复制形成双链DNA
（5）400
解析
解：（1）由于ctDNA为环状DNA，用酶M得到3个片段，则有3个切点，用酶N得到2个片段，则有2个切点．长度分别为7和9，则该mtDNA的长度为16Kb．
（2）M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA连接酶催化连接．当连接后，没有了两种酶的识别序列，因此两种酶不能再切割了．
（3）mtDNA是存在于线粒体上的DNA，不遵循孟德尔遗传定律符合母系遗传．可研究种族的母系进化史．
（4）从供体细胞中获得目的基因最常用的方法是一定的限制酶切割．但这样得到的基因中含有不能指导蛋白质合成的片段．因此常用逆转录的人工合成．其过程是先得到相应的mRNA，再用逆转录酶催化得到相应的DNA．
（5）Ⅱ区的碱基数减去阴影部分得到空白区的碱基数为1200个，该区段能指导蛋白质合成，其中C和G占400个，则A和T点800个，每条链有400个，因此转录得到的RNA中有A和U为400个．
故答案为：
（1）16kb； 3、2；
（2）DNA连接酶 否，连接后的序列不是M酶和N酶所能识别的特定的碱基序列
（3）mtDNA的类型具有明显的种族特异性或者mtDNA严格的母系遗传（不遵循孟德尔遗传定律、细胞质遗传等），对其类型的分析可以直接反映出人群或种族的母系进化史．
（4）选用限制酶N来切割； 从表达该基因的细胞中分裂出mRNA，在逆转录酶的作用下，形成单链DNA，再经过复制形成双链DNA
（5）400
应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品．请据图回答下列问题：
（1）在培育转人生长激素基因牛过程中，①过程需要的工具酶______和______，②过程常用的方法是______．
（2）转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有______．③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用胚胎分割和______技术，培育出多头相同的转基因犊牛．
（3）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是______细胞，Ⅲ代表的细胞具有______的特点．
（4）在抗虫棉培育过程中，④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是______，⑤过程采用的技术______．
正确答案
解：（1）由图可知，①过程表示基因表达载体的构建，该过程需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶；当受体细胞为动物细胞时，导入目的基因的方法为显微注射法．
（2）基因的表达需要启动子，启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列；为了获得多头相同的转基因动物，人们可以采用胚胎分割和胚胎移植的技术．
（3）能产生单克隆抗体的细胞必须具备既能无限增殖，又能产生特异性抗体的能力，由图可知，给细胞Ⅱ导入无限增殖调控基因（prG）能产生单克隆抗体，可知细胞Ⅱ本身具备产生抗体的能力，故为浆细胞（效应B细胞）．
（4）愈伤组织是经脱分化而来，其全能性要高于体细胞；⑤过程表示将单个体细胞培育成完整植株个体，其方法是植物组织培养．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶 显微注射法
（2）（乳腺蛋白基因的）启动子 胚胎移植
（3）浆（或效应B） 既能无限增殖又能产生特定抗体
（4）全能性高 植物组织培养
解析
解：（1）由图可知，①过程表示基因表达载体的构建，该过程需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶；当受体细胞为动物细胞时，导入目的基因的方法为显微注射法．
（2）基因的表达需要启动子，启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列；为了获得多头相同的转基因动物，人们可以采用胚胎分割和胚胎移植的技术．
（3）能产生单克隆抗体的细胞必须具备既能无限增殖，又能产生特异性抗体的能力，由图可知，给细胞Ⅱ导入无限增殖调控基因（prG）能产生单克隆抗体，可知细胞Ⅱ本身具备产生抗体的能力，故为浆细胞（效应B细胞）．
（4）愈伤组织是经脱分化而来，其全能性要高于体细胞；⑤过程表示将单个体细胞培育成完整植株个体，其方法是植物组织培养．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶 显微注射法
（2）（乳腺蛋白基因的）启动子 胚胎移植
（3）浆（或效应B） 既能无限增殖又能产生特定抗体
（4）全能性高 植物组织培养
回答下列有关微生物和生物工程的问题．
基因克隆是对分离出来的目的基因进行大量扩增的过程．经过基因克隆，可以生产出大量的目的基因或在基因表达时获得大量的蛋白质．细菌质粒是基因克隆的合适载体，经研究发现，某些细菌质粒中含有两个抗生素抗性基因--氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，而且，在四环素抗性基因中存在限制酶的单一识别序列．
如图表示利用质粒进行基因克隆的过程，其中A-D表示物质，I和II表示抗性基因，①-⑦表示过程，其它数字表示菌落，据图回答下列问题．
（1）写出下列字母和编号的名称：A：______； D：______；II：______；
（2）将A和B形成D所需的酶是______．过程⑤表示______．
（3）为筛选含有物质A的细菌，需进行细菌培养，先在培养基（一）中只加入氨苄青霉素，一段时间后，培养基上长出的细菌菌落具有______特性．然后，用灭菌绒布从培养基（一）中蘸取菌种，再按到只含四环素的培养基（二）中培养．根据培养基（一）和（二）上的细菌生长情况，可以判断图中菌落______（填数字）即为筛选出的含有物质A的细菌，原因是______．
（4）上述培养基从功能上属于______培养基．配制培养基时，在各成分都溶化后分装前，要进行的依次是______和______，培养基配制后采用高压蒸汽灭菌的原因是______．
正确答案
解：（1）由以上分析可知：A是目的基因；D表示重组质粒；由于在四环素抗性基因中存在限制酶的单一识别序列，所以I表示四环素抗性基因，II表示氨苄青霉素抗性基因．
（2）A和B→D表示基因表达载体构建过程，该过程首先需要限制酶处理含有目的基因的外源DNA分子和质粒，形成黏性末端，其次需要DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒，因此需的酶有限制酶和DNA连接酶．⑤表示将目的基因导入受体细胞的过程，为了使目的基因导入大肠杆菌，常用CaCl2处理大肠杆菌．
（3）能够在氨苄青霉素的培养基中生长的细菌菌落能够抗氨苄青霉素．在构建基因表达载体时，氨苄青霉素抗性基因未被破坏，所以含有物质A的细菌能在含有氨苄青霉素的培养基上生长；但四环素抗性基因被限制酶破坏了，所以含有物质A的细菌不能在四环素的培养基上生长，由此可见，图中菌落3和5即为筛选出的含有物质A的细菌．
（4）从功能上来说，上述培养基属于选择培养基．配制培养基的过程为：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板．在各成分都溶化后分装前，要进行定容和调pH值．培养基配制后采用高压蒸汽灭菌以杀灭细菌芽孢．
故答案：（1）目的基因 重组质粒 氨苄青霉素抗性基因
（2）限制酶和DNA连接酶 将重组质粒导入受体细胞
（3）抗氨苄青霉素 3、5 由于目的基因破坏了四环素抗性基因，使受体细胞不能在含有四环素的培养基上生长，所以该菌落就是筛选的含有目的基因的菌落
（4）选择 定容 调pH值 杀灭细菌芽孢
解析
解：（1）由以上分析可知：A是目的基因；D表示重组质粒；由于在四环素抗性基因中存在限制酶的单一识别序列，所以I表示四环素抗性基因，II表示氨苄青霉素抗性基因．
（2）A和B→D表示基因表达载体构建过程，该过程首先需要限制酶处理含有目的基因的外源DNA分子和质粒，形成黏性末端，其次需要DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒，因此需的酶有限制酶和DNA连接酶．⑤表示将目的基因导入受体细胞的过程，为了使目的基因导入大肠杆菌，常用CaCl2处理大肠杆菌．
（3）能够在氨苄青霉素的培养基中生长的细菌菌落能够抗氨苄青霉素．在构建基因表达载体时，氨苄青霉素抗性基因未被破坏，所以含有物质A的细菌能在含有氨苄青霉素的培养基上生长；但四环素抗性基因被限制酶破坏了，所以含有物质A的细菌不能在四环素的培养基上生长，由此可见，图中菌落3和5即为筛选出的含有物质A的细菌．
（4）从功能上来说，上述培养基属于选择培养基．配制培养基的过程为：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板．在各成分都溶化后分装前，要进行定容和调pH值．培养基配制后采用高压蒸汽灭菌以杀灭细菌芽孢．
故答案：（1）目的基因 重组质粒 氨苄青霉素抗性基因
（2）限制酶和DNA连接酶 将重组质粒导入受体细胞
（3）抗氨苄青霉素 3、5 由于目的基因破坏了四环素抗性基因，使受体细胞不能在含有四环素的培养基上生长，所以该菌落就是筛选的含有目的基因的菌落
（4）选择 定容 调pH值 杀灭细菌芽孢
（七）回答下列有关基因工程和酶工程的有关问题
如图所示为利用现代生物技术获得能表达某蛋白酶工程菌的过程．选用质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点．请回答：
（1）构建含目的基因的重组质粒A时，应选用限制酶______，对______进行切割．再用______进行重组．
（2）图中质粒同时用PstⅠ和ApaⅠ酶切，产生1800对碱基和8200对碱基的两种片段，如用以上四种酶同时切割此质粒，则产生600对碱基和8200对的碱基两种片段，那么用同时用PstⅠ和EcoRⅠ酶切，则产生的片段有______．
（3）筛选后所得到的工程菌增值后表达出大量此蛋白酶，但此蛋白酶不会分泌到细胞外，因此还需要利用酶工程中的______技术获得此蛋白酶，
（4）获得此蛋白酶后，利用酶的固定化技术能回收和重复利用此蛋白酶，以下属于固定化技术中的载体结合法的是______
正确答案
（1）目的基因上PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ切割位点，质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ切割位点．切割质粒和含目的基因的DNA需要同种限制酶．但是目的基因上也有SmaⅠ切割位点，所以选用PstI、EcoRI 切割质粒和含目的基因的DNA．构建表达载体需要DNA连接酶． 故答案为：PstI、EcoRI 质粒和含目的基因的DNA DNA连接酶
（2）质粒同时用PstⅠ和ApaⅠ酶切，产生1800对碱基和8200对碱基的两种片段，说明质粒上含有10000个碱基对．用以上四种酶同时切割此质粒，则产生600对碱基和8200对的碱基两种片段，则说明PstⅠ和SmaⅠ、SmaⅠ和EcoRⅠ、EcoRⅠ和ApaⅠ切割位点间的都含有600对碱基．那么用同时用PstⅠ和EcoRⅠ酶切，则产生的片段有600+600=1200对碱基（PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅠ之间的碱基）和600+8200=8800对碱基（EcoRⅠ、ApaⅠ和PstⅠ之间的碱基）． 故答案为1200对碱基、8800对碱基（3）工程菌增值后表达出大量此蛋白酶，但此蛋白酶不会分泌到细胞外，要想获得此蛋白酶，可以利用血红蛋白的提取和鉴定方法进行破碎细胞并分离提纯获得． 故答案为：分离提纯（4）酶本身还是溶于水的，用物理的或化学的方法使酶与水不溶性大分子载体结合或把酶包埋在其中．化学法包括结合法、交联法．吸附法和共价键法又可统称为载体结合法．A、B是包埋法，C是吸附法，D是交联法．故选C
解析
（1）目的基因上PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ切割位点，质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ切割位点．切割质粒和含目的基因的DNA需要同种限制酶．但是目的基因上也有SmaⅠ切割位点，所以选用PstI、EcoRI 切割质粒和含目的基因的DNA．构建表达载体需要DNA连接酶． 故答案为：PstI、EcoRI 质粒和含目的基因的DNA DNA连接酶
（2）质粒同时用PstⅠ和ApaⅠ酶切，产生1800对碱基和8200对碱基的两种片段，说明质粒上含有10000个碱基对．用以上四种酶同时切割此质粒，则产生600对碱基和8200对的碱基两种片段，则说明PstⅠ和SmaⅠ、SmaⅠ和EcoRⅠ、EcoRⅠ和ApaⅠ切割位点间的都含有600对碱基．那么用同时用PstⅠ和EcoRⅠ酶切，则产生的片段有600+600=1200对碱基（PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅠ之间的碱基）和600+8200=8800对碱基（EcoRⅠ、ApaⅠ和PstⅠ之间的碱基）． 故答案为1200对碱基、8800对碱基（3）工程菌增值后表达出大量此蛋白酶，但此蛋白酶不会分泌到细胞外，要想获得此蛋白酶，可以利用血红蛋白的提取和鉴定方法进行破碎细胞并分离提纯获得． 故答案为：分离提纯（4）酶本身还是溶于水的，用物理的或化学的方法使酶与水不溶性大分子载体结合或把酶包埋在其中．化学法包括结合法、交联法．吸附法和共价键法又可统称为载体结合法．A、B是包埋法，C是吸附法，D是交联法．故选C
转基因抗病香蕉的培育过程如图所示．图中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等为限制酶，质粒和抗病基因上的箭头表示限制酶的切割位点．如图表示四种限制酶的识别序列及酶切位点．
（1）若要获得抗病基因，能否用限制酶SmaⅠ对图中对应的位点进行切割？______，说明理由______．要获得含抗病基因的重组质粒能否用PstⅠ、ApaⅠ限制酶切割质粒？______．
（2）卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长．欲利用含卡那霉素的培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，重组质粒中应含有______基因，作为标记基因．
（3）②、③阶段是否可使用同种培养基？______；理由是______．
（4）④阶段是否可使用不添加植物激素的培养基？______；理由是______．
正确答案
解：（1）因为限制酶SmaⅠ的切割位点位于抗病基因上，对SmaⅠ位点进行切割破坏了抗病基因的结构，所以要获得抗病基因，不能否用限制酶SmaⅠ对图中对应的位点进行切割．要获得含抗病基因的重组质粒，也不能否用PstⅠ、ApaⅠ限制酶切割质粒，因为含有抗病基因的外源DNA分子上没有ApaⅠ限制酶切割位点．
（2）欲利用含卡那霉素的培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，重组质粒中应同时含有抗卡那霉素基因，作为标记基因．
（3）决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要．②、③阶段培养基中生长素与细胞分裂素的比值不同，因此这两个阶段不能是用同种培养基．
（4）因为植物的芽能产生生长素促进根的生长，所以④阶段是可以使用不添加植物激素的培养基． 故答案：（1）不能 对SmaⅠ位点进行切割破坏了抗病基因的结构 不能
（2）抗卡那霉素
（3）不能 2个阶段培养基中生长素与细胞分裂素的比值不同
（4）可以 因为芽能产生生长素促进根的生长
解析
解：（1）因为限制酶SmaⅠ的切割位点位于抗病基因上，对SmaⅠ位点进行切割破坏了抗病基因的结构，所以要获得抗病基因，不能否用限制酶SmaⅠ对图中对应的位点进行切割．要获得含抗病基因的重组质粒，也不能否用PstⅠ、ApaⅠ限制酶切割质粒，因为含有抗病基因的外源DNA分子上没有ApaⅠ限制酶切割位点．
（2）欲利用含卡那霉素的培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，重组质粒中应同时含有抗卡那霉素基因，作为标记基因．
（3）决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要．②、③阶段培养基中生长素与细胞分裂素的比值不同，因此这两个阶段不能是用同种培养基．
（4）因为植物的芽能产生生长素促进根的生长，所以④阶段是可以使用不添加植物激素的培养基． 故答案：（1）不能 对SmaⅠ位点进行切割破坏了抗病基因的结构 不能
（2）抗卡那霉素
（3）不能 2个阶段培养基中生长素与细胞分裂素的比值不同
（4）可以 因为芽能产生生长素促进根的生长
（三）回答下列有关“遗传信息传递表达和基因工程”的问题．
通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物．运用基因工程技术可以使羊奶中含有人体蛋白质．
（1）如图表示了运用基因工程技术使羊奶中含有人体蛋白质的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是一G↓GATCC一，请回答：
从羊染色体中剪下羊蛋白质基因的酶是______．人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是______．
（2）图为质粒被切割形成两个DNA片段的图例，请补充完善．
（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是______．动物基因工程中通常将目的基因导入______细胞中，常用的方法是______法．
（4）II．对上述人体蛋白质的基因分析发现，在编码甘氨酸的位点上发生了三个突变，原因都是由一个碱基替换引起的．突变的来源如图（右为相关氨基酸的密码子）：
则甘氨酸最可能的密码子是______．
（5）当某基因片段模板链中转录成GUC的CAG突变为CAA时，这种突变的结果对该生物是否有影响？原因是______．
（6）上述途径获得的转基因动物，其后代是否都含目的基因．为什么？______．
正确答案
解：（1）使用限制性内切酶切割目的基因和质粒；使用DNA连接酶连接目的基因和质粒．
（2）题干中，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是一G↓GATCC一，因此，
一G↓GATCC一 一G GATCC一
→+
一CCTAG↓G一 一CCTAG G一
（3）不同生物体内遗传物质DNA的共同点是遗传物质DNA组成基本单位相同，都具有相同的双螺旋结构．将目的基因导入动物细胞的方法是使用显微注射法将目的基因导入受精卵细胞中．
（4）在编码甘氨酸的位点上发生了三个突变，原因都是由一个碱基替换引起的．甘氨酸→精氨酸，由一个碱基替换引起的，将甘氨酸与精氨酸密码子对照，发现甘氨酸可能为GGG，精氨酸可能是CGG或AGG，说明是第一个碱基发生改变G→C或A．缬氨酸→甲硫氨酸，由一个碱基替换引起的，将缬氨酸和甲硫氨酸密码子对照，甲硫氨酸肯定为AUG，发现缬氨酸可能为GUG，说明是第一个碱基发生改变G→A．根据以上分析甘氨酸GGG→缬氨酸GUG，确实是由一个碱基替换引起的．因此甘氨酸最可能为GGG．
（5）突变后转录出的密码子GUU和突变前转录的密码子GUC决定的氨基酸都是缬氨酸，不影响肽链中氨基酸序列，性状表现不受影响．因此这种突变的结果对该生物没有影响．
（6）在形成生殖细胞时等位基因会随同源染色体的分开而分离，因此获得的转基因动物，其后代不一定都含目的基因．
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶；DNA连接酶
（2）
一G↓GATCC一 一G GATCC一
→+
一CCTAG↓G一 一CCTAG G一
（3）遗传物质DNA组成基本单位相同，都具有相同的双螺旋结构；受精卵；显微注射法
（4）GGG
（5）无，原因是突变后转录出的密码子GUU和突变前转录的密码子GUC决定的氨基酸都是缬氨酸，不影响肽链中氨基酸序列，性状表现不受影响．
（6）否，在形成生殖细胞时等位基因会发生分离
解析
解：（1）使用限制性内切酶切割目的基因和质粒；使用DNA连接酶连接目的基因和质粒．
（2）题干中，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是一G↓GATCC一，因此，
一G↓GATCC一 一G GATCC一
→+
一CCTAG↓G一 一CCTAG G一
（3）不同生物体内遗传物质DNA的共同点是遗传物质DNA组成基本单位相同，都具有相同的双螺旋结构．将目的基因导入动物细胞的方法是使用显微注射法将目的基因导入受精卵细胞中．
（4）在编码甘氨酸的位点上发生了三个突变，原因都是由一个碱基替换引起的．甘氨酸→精氨酸，由一个碱基替换引起的，将甘氨酸与精氨酸密码子对照，发现甘氨酸可能为GGG，精氨酸可能是CGG或AGG，说明是第一个碱基发生改变G→C或A．缬氨酸→甲硫氨酸，由一个碱基替换引起的，将缬氨酸和甲硫氨酸密码子对照，甲硫氨酸肯定为AUG，发现缬氨酸可能为GUG，说明是第一个碱基发生改变G→A．根据以上分析甘氨酸GGG→缬氨酸GUG，确实是由一个碱基替换引起的．因此甘氨酸最可能为GGG．
（5）突变后转录出的密码子GUU和突变前转录的密码子GUC决定的氨基酸都是缬氨酸，不影响肽链中氨基酸序列，性状表现不受影响．因此这种突变的结果对该生物没有影响．
（6）在形成生殖细胞时等位基因会随同源染色体的分开而分离，因此获得的转基因动物，其后代不一定都含目的基因．
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶；DNA连接酶
（2）
一G↓GATCC一 一G GATCC一
→+
一CCTAG↓G一 一CCTAG G一
（3）遗传物质DNA组成基本单位相同，都具有相同的双螺旋结构；受精卵；显微注射法
（4）GGG
（5）无，原因是突变后转录出的密码子GUU和突变前转录的密码子GUC决定的氨基酸都是缬氨酸，不影响肽链中氨基酸序列，性状表现不受影响．
（6）否，在形成生殖细胞时等位基因会发生分离
（1）苎麻的葡糖基转移酶基因（GT-like）指导合成β-葡糖基转移酶的过程包括______和______两个基本阶段．β-葡糖基转移酶能催化纤维素合成，该酶能提高反应速率的机理是______．
（2）如图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下，苎麻在不同温度条件下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线．
①光合作用的光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中的______过程．光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与______作用有关的酶的最适温度更高．
②光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是______℃．在温度为40℃的条件下，该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2来源是______．
③若温度保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻能否正常生长？______，原因是______．
（3）为解决苎麻纤维颜色单一和提高苎麻品质，市农科所的科研人员利用基因工程对苎麻进行了改良，其基本流程如图．请分析回答下列问题：
①构成质粒的基本组成单位是______．
②构建重组质粒时，需要用到______酶，质粒的③端会和切出的目的基因的______端 （填①或②） 相连接．
③苎麻茎尖细胞通过______（填生物技术名称）获得完整植株的过程，有力地证明了即使高度分化的细胞仍具有______性．
④若把植株A自交，获得的子代中能产生蓝色纤维素的植株所占比例为______．
正确答案
解：（1）β-葡糖基转移酶是蛋白质，基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个基本阶段．酶能降低化学反应所需的活化能，从而提高化学反应速率．
（2）实线代表净光合作用速率曲线，虚线代表呼吸作用速率曲线．
①光合作用光反应阶段产生的[H]和ATP，用于暗反应中三碳化合物的还原的过程．温度通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用速率，由图可知：与光作用有关的酶的最适温度约为30℃，而与呼吸作用有关的酶的最适温度约为40℃，可见，与呼吸作用有关的酶的最适温度更高．
②净光合速率=真光合速率-呼吸速率，当光合速率与呼吸速率相等时，净光合速率为零，对应的温度是40℃．在温度为40℃的条件下，苎麻的呼吸速率与光合速率相等，说明苎麻叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率，所以该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2除来自自身呼吸产生外，还来自外界环境．
③植物一昼夜有机物的积累量大于零时，植物才能生长．温度保持在20℃的条件下，植物白天的净光合速率为2，晚上呼吸速率也为2，则一昼夜有机物的积累量=12×2-12×2=0，所以长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻将不能正常生长．
（3）①质粒是双链环状DNA分子，其基本组成单位是脱氧核苷酸．
②构建重组质粒时，先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒．DNA连接酶能将相同的黏性末端连接起来，所以质粒的③端会和切出的目的基因的②端相连接．
③采用植物组织培养技术能将苎麻茎尖细胞培养成完整植株，这也有力地证明了高度分化的细胞仍具有全能性．
④植株A是导入目的基因的杂合子，根据基因分离定律，其自交后代中能产生蓝色纤维素的植株所占比例为3/4．
故答案：（1）转录 翻译 酶能显著降低有关化学反应的活化能
（2）①C3的还原（或三碳化合物的还原，或CO2的还原） 呼吸
②40 由线粒体移向叶绿体（自身呼吸产生的）和从细胞外（外界环境吸收）吸收的
③不能 该植株24h内净积累的有机物为0
（3）①脱氧核苷酸 ②限制性核酸内切酶（或限制酶）、DNA连接 ②
③植物组织培养 全能 ④3/4
解析
解：（1）β-葡糖基转移酶是蛋白质，基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个基本阶段．酶能降低化学反应所需的活化能，从而提高化学反应速率．
（2）实线代表净光合作用速率曲线，虚线代表呼吸作用速率曲线．
①光合作用光反应阶段产生的[H]和ATP，用于暗反应中三碳化合物的还原的过程．温度通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用速率，由图可知：与光作用有关的酶的最适温度约为30℃，而与呼吸作用有关的酶的最适温度约为40℃，可见，与呼吸作用有关的酶的最适温度更高．
②净光合速率=真光合速率-呼吸速率，当光合速率与呼吸速率相等时，净光合速率为零，对应的温度是40℃．在温度为40℃的条件下，苎麻的呼吸速率与光合速率相等，说明苎麻叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率，所以该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2除来自自身呼吸产生外，还来自外界环境．
③植物一昼夜有机物的积累量大于零时，植物才能生长．温度保持在20℃的条件下，植物白天的净光合速率为2，晚上呼吸速率也为2，则一昼夜有机物的积累量=12×2-12×2=0，所以长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻将不能正常生长．
（3）①质粒是双链环状DNA分子，其基本组成单位是脱氧核苷酸．
②构建重组质粒时，先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒．DNA连接酶能将相同的黏性末端连接起来，所以质粒的③端会和切出的目的基因的②端相连接．
③采用植物组织培养技术能将苎麻茎尖细胞培养成完整植株，这也有力地证明了高度分化的细胞仍具有全能性．
④植株A是导入目的基因的杂合子，根据基因分离定律，其自交后代中能产生蓝色纤维素的植株所占比例为3/4．
故答案：（1）转录 翻译 酶能显著降低有关化学反应的活化能
（2）①C3的还原（或三碳化合物的还原，或CO2的还原） 呼吸
②40 由线粒体移向叶绿体（自身呼吸产生的）和从细胞外（外界环境吸收）吸收的
③不能 该植株24h内净积累的有机物为0
（3）①脱氧核苷酸 ②限制性核酸内切酶（或限制酶）、DNA连接 ②
③植物组织培养 全能 ④3/4
【生物-现代生物科技专题】
我省有大量的盐碱地，科学家利用耐盐碱植物中的耐盐基因，培育出了耐盐水稻新品系．下图是培育过程简图，请回答：
（1）目的基因的获取需要______，阶段Ⅰ的核心是______．
（2）为保证耐盐基因的正常转录，b上耐盐基因的两端应含有______，将b导入c常用______法．
（3）对耐盐基因转录和表达产物的检测分别采用______、______技术．
（4）阶段Ⅱ的核心过程是______，由耐盐水稻细胞培育成了耐盐水稻植株，说明植物细胞具有______．
正确答案
解：（1）基因工程中，目的基因的获取需要用限制性核酸内切酶．基因工程的核心内容是基因表达载体的构建．
（2）重组质粒应包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因．启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度．终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列．目的基因导入植物细胞的方法一般选择农杆菌转化法．
（3）基因转录的产物为mRNA，检测mRNA一般用DNA探针进行分子杂交；基因表达产物是蛋白质，蛋白质的检测一般用抗原-抗体杂交技术．
（4）植物组织培养技术中，首先将离体的组织细胞进行脱分化形成愈伤组织，然后再进行再分化形成新个体．该过程体现了植物细胞的全能性．
故答案为：
（1）限制性核酸内切（限制）酶 构建耐盐基因（目的基因）表达载体
（2）启动子、终止子（答不全不得分） 基因枪（农杆菌转化）
（3）分子杂交 抗原-抗体杂交
（4）脱分化和再分化 全能性
解析
解：（1）基因工程中，目的基因的获取需要用限制性核酸内切酶．基因工程的核心内容是基因表达载体的构建．
（2）重组质粒应包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因．启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度．终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列．目的基因导入植物细胞的方法一般选择农杆菌转化法．
（3）基因转录的产物为mRNA，检测mRNA一般用DNA探针进行分子杂交；基因表达产物是蛋白质，蛋白质的检测一般用抗原-抗体杂交技术．
（4）植物组织培养技术中，首先将离体的组织细胞进行脱分化形成愈伤组织，然后再进行再分化形成新个体．该过程体现了植物细胞的全能性．
故答案为：
（1）限制性核酸内切（限制）酶 构建耐盐基因（目的基因）表达载体
（2）启动子、终止子（答不全不得分） 基因枪（农杆菌转化）
（3）分子杂交 抗原-抗体杂交
（4）脱分化和再分化 全能性
（1）转基因水稻的培育遵循的原理是______，转基因水稻与普通水稻是否存在生殖隔离______（是/不是）
（2）转基因水稻中抗白叶枯病基因遗传______（遵循/不遵循）孟德尔的基因自由组合定律？理由是______
（3）如果抗性基因用R表示，转基因水稻能产生______种配子，比例是______请图示转基因水稻的体细胞中R在染色体上的位置（表示染色体）
（4）如果抗性基因用R+ 表示，无抗性基因用R-表示，请用遗传图解写出转基因水稻自交获得后代的过程（配子不作要求）．
______．
正确答案
解：（1）基因工程利用的原理为基因重组．转基因水稻只是多了一个基因，它仍然能与普通水稻进行杂交产生可育后代，因此它们之间不存在生殖隔离．
（2）基因的自由组合定律适用于两对位于非同源染色体上的基因，转基因水稻中抗白叶枯病基因没有等位基因，并且其非同源染色体上没有相应的非等位基因，因此转基因水稻中抗白叶枯病基因遗传不遵循孟德尔的基因自由组合定律．
（3）根据题意可知，转基因水稻植株自交得到的后代中，抗白叶枯病植株：不抗白枯叶病植株=15：1，该比例为9：3：3：1的变式，因此该转基因水稻的基因型可以用R+R+R-R-．因此该转基因水稻能产生R+R+、R+R-、R-R-3种配子，比例是1：2：1． 由于该性状的遗传遵循基因的自由组合定律，因此两个R基因应位于两条非同源染色体上．即画图时画两对同源染色体，而两个R基因在非同源染色体上即可．
（5）由于该转基因水稻的基因型可以用R+R+R-R-，因此该转基因水稻能产生R+R+、R+R-、R-R-3种配子，因此写出相应的遗传图解．
故答案为：
（1）基因重组 不是
（2）不遵循 转基因水稻中抗白叶枯病基因没有等位基因（或者非同源染色体上没有相应的非等位基因）
（3）3 1：1：2
（基因位置，染色体数目、大小）
（符号、基因型、表现型、比例）
解析
解：（1）基因工程利用的原理为基因重组．转基因水稻只是多了一个基因，它仍然能与普通水稻进行杂交产生可育后代，因此它们之间不存在生殖隔离．
（2）基因的自由组合定律适用于两对位于非同源染色体上的基因，转基因水稻中抗白叶枯病基因没有等位基因，并且其非同源染色体上没有相应的非等位基因，因此转基因水稻中抗白叶枯病基因遗传不遵循孟德尔的基因自由组合定律．
（3）根据题意可知，转基因水稻植株自交得到的后代中，抗白叶枯病植株：不抗白枯叶病植株=15：1，该比例为9：3：3：1的变式，因此该转基因水稻的基因型可以用R+R+R-R-．因此该转基因水稻能产生R+R+、R+R-、R-R-3种配子，比例是1：2：1． 由于该性状的遗传遵循基因的自由组合定律，因此两个R基因应位于两条非同源染色体上．即画图时画两对同源染色体，而两个R基因在非同源染色体上即可．
（5）由于该转基因水稻的基因型可以用R+R+R-R-，因此该转基因水稻能产生R+R+、R+R-、R-R-3种配子，因此写出相应的遗传图解．
故答案为：
（1）基因重组 不是
（2）不遵循 转基因水稻中抗白叶枯病基因没有等位基因（或者非同源染色体上没有相应的非等位基因）
（3）3 1：1：2
（基因位置，染色体数目、大小）
（符号、基因型、表现型、比例）
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